Εκτίμηση Της Ποιότητας Τηλεπικοινωνιακής Ζεύξης Ασύρματων Δικτύων Αισθητήρων Σε Περιβάλλον Παρεμβολών Από Wlan Δίκτυα.

Abstract

Η ραγδαία ανάπτυξη ετερογενών ασύρματων δικτύων στην ιατρική, επιστημονική και βιομηχανική συχνότητα των 2.4GHz τη τελευταία δεκαετία καθιστά την μεταξύ τους αλληλεπίδραση ένα ιδιαίτερο αντικείμενο έρευνας και μελέτης. Αυτό αφορά ιδιαίτερα τα low-power δίκτυα εξαιτίας της πολύ χαμηλής ισχύος εκπομπής τους. Στην κατηγορία αυτή εμπίπτουν τα ασύρματα δίκτυα αισθητήρων (WSN), που εξαιτίας των ποικίλων εφαρμογών τους γνωρίζουν ιδιαίτερη διάδοση τα τελευταία χρόνια. Στόχος αυτής της εργασίας είναι να μελετηθεί η ανεκτικότητα των ασύρματων δικτύων αισθητήρων κάτω από την ισχυρή επίδραση των διαδεδομένων ασύρματων τοπικών δικτύων (WLAN) και η πρόταση μεθόδων επίλυσης του προβλήματος των ζεύξεων χαμηλής ποιότητας.Στα πλαίσια της εργασίας αυτής, μελετήσαμε το φαινόμενο των παρεμβολών σε θεωρητικό και πειραματικό επίπεδο. Αφού μελετήσαμε τα πρωτόκολλα επικοινωνίας που διέπουν τα WSN και WLAN (802.15.4 και 802.11b/g αντίστοιχα), προσπαθήσαμε να μοντελοποιήσουμε θεωρητικά τις συγκρούσεις των πακέτων που προκύπτουν στο πεδίο του χρόνου, στη βάση συγκεκριμένων προϋποθέσεων. Χρησιμοποιήσαμε την έννοια του χρόνου σύγκρουσης 802.15.4 και 802.11 πακέτων, ως μέγεθος που μπορεί να μας δώσει μια προκαταρκτική εκτίμηση για την ποιότητα της σύνδεσής μας. Στη συνέχεια εργαστήκαμε πειραματικά για να αποτυπωθεί με ακρίβεια η επίδραση των παρεμβολών στα WSN. Στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής, αφού περιγράφεται αναλυτικά το υλικό και το λογισμικό των ασύρματων αισθητήρων, υλοποιούμε πειραματικά ορισμένα σενάρια παρεμβολών ενός WLAN πάνω σε ένα WSN. Δημιουργώντας τεχνητή κίνηση μεταξύ ενός access point και ενός laptop, εκτελούμε το πείραμα μας σε δύο φάσεις: 1) Αρχικά συγκεντρώνουμε την ισχύ των παρεμβαλλόμενων σημάτων, όπως την αντιλαμβάνεται ο ασύρματος αισθητήρας μέσα από μια εφαρμογή δειγματοληψίας του θορύβου και των παρεμβολών του περιβάλλοντος, για κάθε σενάριο Wi-Fi κίνησης. 2) Στη συνέχεια, για μια ζεύξη δύο αισθητήρων μετράμε -μέσω εφαρμογής που υλοποιήσαμε- τον αριθμό των πακέτων που χάνονται, για καθε σενάριο, ως συνέπεια της τεχνητής κίνησης που δημιουργήσαμε μεταξύ laptop και access point.Τα αποτελέσματα των μετρήσεων επεξεργάστηκαν σε περιβάλλον matlab. Η επεξεργασία τους προσανατολίζεται στη συσχέτιση μεταξύ της ισχύος του παρεμβαλλόμενου σήματος και της πιθανότητας χαμένων πακέτων (Packet Errror Rate). Μέσα από τα σχετικά συμπεράσματα, στόχος είναι η διερεύνηση αποδοτικών μεθόδων αποφυγής των παρεμβολών, εκμεταλλευόμενοι τη δυνατότητα των ασύρματων αισθητήρων να ανιχνεύουν τα επίπεδα θορύβου του περιβάλλοντος.